[發(fā)明專利]定制化舌側正畸托槽的選區(qū)激光熔化直接制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810026491.1
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101288906A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 楊永強;王淑范
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;G05B19/4097;A61C7/14;A61B6/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東;羅觀祥

技術領域

本發(fā)明涉及用于矯正牙齒的正畸托槽制造技術，具體是指定制化舌側正畸托槽的選區(qū)激光熔化直接制造方法。

背景技術

為了將不整齊的牙齒排列整齊，臨床應用廣泛采用正畸技術。通常的做法是將托槽粘接在牙齒表面，彈性弓絲穿過托槽的槽溝并傳遞矯正力。20世紀70年代以來，作為一種美觀的正畸方法，舌側正畸矯正技術引起了廣泛的關注和重視。舌側正畸技術將托槽粘在牙齒靠近舌頭的一側，而不是唇側正畸中的靠近嘴唇的一側。舌側托槽粘在牙齒舌面，不會因托槽的視覺因素影響患者的社會活動，也不會因牙齒唇面粘托槽而影響唇的閉合。同時，牙齒唇側釉質因不受酸蝕劑的作用避免了脫鈣導致的白色斑點，治療過程中也更方便醫(yī)生從唇側直接觀察牙齒的位置與形態(tài)。

目前舌側正畸采用的托槽是標準化生產的通用產品，對于個體的牙齒來說，適合程度比較小。由于舌側牙齒的表面形態(tài)復雜，一般采用較小的托槽，以便于粘接。托槽與牙齒表面的空隙由粘接劑填補。如果牙齒表面曲率變化較大，則需要的粘接劑較多，造成托槽底板遠離牙表面，影響矯正效果。因此，相比于唇側托槽，舌側托槽的結構形態(tài)明顯改變，并且要求托槽與個體牙齒具有更高的匹配性。

舌側正畸技術的主要缺陷在于對舌頭的刺激。舌頭是人體最敏感的器官之一，也是參與發(fā)音、吞咽等活動的器官之一，活動非常頻繁。而舌側托槽占據(jù)了舌頭的部分活動空間，會刺激舌頭的邊緣產生疼痛。為了減輕病人的負擔，制造細小精密的托槽成為發(fā)展趨勢。

國外已開始嘗試將快速成型技術應用到舌側托槽制造中。典型的做法是，通過三維打印技術(3D-Printing)制作托槽的蠟模，再進行熔模鑄造。采用這種方法做的托槽，其形狀復雜程度不受限制，可以實現(xiàn)根據(jù)個體需要定制化生產。不足之處在于制造過程比較復雜，工序多，周期長。選區(qū)激光熔化技術作為一種新興的快速成型技術，發(fā)展已日趨成熟，并逐漸應用到醫(yī)學領域。托槽的材料通常為牙科金、鈦合金等金屬材料，采用選區(qū)激光熔化技術可以實現(xiàn)直接制造。

現(xiàn)有的舌側托槽制造方法是標準化生產，不能滿足病人個性化需求，從而影響了治療效果并增加了病人的負擔。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的不足之處，提供定制化舌側正畸托槽的選區(qū)激光熔化直接制造方法，該方法不僅能根據(jù)個體差異實現(xiàn)定制化制造，而且制造精度高，使托槽可以盡量貼合牙表面。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：本定制化舌側正畸托槽的選區(qū)激光熔化直接制造方法，包括以下步驟：

(1)測量齒系數(shù)據(jù)，獲得牙齒的外形結構數(shù)據(jù)；

(2)根據(jù)所述齒系數(shù)據(jù)，采用反求工程(Reverse?Engineering)的方法建立牙齒的三維CAD模型并存儲于計算機中；

(3)根據(jù)正畸的要求、托槽制作材料和牙齒的形狀特征，通過計算機設計單個舌側托槽的三維CAD結構模型；所述托槽的三維CAD結構模型的設計包括設計托槽與牙齒表面接觸的底板，以及根據(jù)各個托槽的理想放置位置確定托槽的槽溝；

(4)將步驟(3)所述托槽的三維CAD結構模型導入到選區(qū)激光熔化成型機中，采用分層制造的方法直接制造托槽實體；

(5)根據(jù)臨床需求，對成型后的托槽做表面處理。

為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述齒系數(shù)據(jù)的測量采用CT斷層掃描或非接觸的三維掃描儀直接掃描牙齒，或者首先制取牙齒的模型再進行三維掃描測量，所述掃描精度優(yōu)于0.02mm。

步驟(2)所述牙齒的三維CAD模型的存儲格式為STL格式。

步驟(4)所述分層制造的方法是指運用切片軟件將托槽的三維CAD結構模型進行分層，得到各個分層截面的二維模型，根據(jù)所述二維模型通過上位機控制選區(qū)激光熔化成型機直接成型金屬材料的托槽，保證托槽實體各層的形狀與托槽的三維CAD結構模型的分層數(shù)據(jù)一致。

所述分層厚度為20～50μm，并采用層間累計誤差補償方式控制制造精度為5～10μm。

所述托槽底板的厚度為0.4mm以下。所述托槽的制造材料包括牙科金、鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼的粉末材料，粉末顆粒尺寸小于10μm。

托槽的基底與牙齒表面粘結，槽溝則與矯正弓絲相配合，因此根據(jù)力學性能要求的不同，在選區(qū)激光熔化直接制造過程中，根據(jù)需要托槽實體的各個分層采用不同類別或成分的粉末材料。成型后，托槽具有梯度功能性，提高了使用性能。

成型過程中，托槽在選區(qū)激光熔化快速成型機的密封并充滿惰性氣體的成型室中進行制備，確保了托槽的質量。